พบแล้ว!กาแลกซี่ที่ไกลจากโลกมากที่สุด

"เลนส์ซูม"จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและสปิตเซอร์ของนาซ่าทำให้นักดาราศาสตร์ค้นพบกาแลกซี่ที่น่าจะอยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกมา

กาแลกซี่ที่ไกลที่สุดนี้เป็นกระจุกขนาดเล็กๆที่มีขนาดเพียงเสี้ยวเล็กๆของกาแลกซี่ของเรา แต่มีอายุเพียงแค่ 3 เปอร์เซ็นต์ของอายุเอกภพของเรา (13.7 พันล้านปี) โดยนักดาราศาสตร์ตั้งชื่อชั่วคราวว่า MACS0647-JD และมีอายุหลังจากการระเบิดบิ๊กแบงเพียงแค่ 420 ล้านปีเท่านั้น โดยบิ๊กแบงคือสิ่งที่นักดาราศาสตร์เชื่อว่าเป็นจุดกำเนิดของเอกภพของเรา และแสงของกาแลกซี่ดังกล่าวต้องใช้เวลานานถึง 13.3 พันล้านปีจึงจะเดินทางมาถึงโลกของเรา

การค้นพบครั้งนี้เป็นการค้นพบชิ้นล่าสุดจากโปรแกรมที่ใช้"เลนส์ซูมธรรมชาติ"ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทำให้ได้ข้อมูลของกาแลกซี่ที่อยู่ไกลหรือกาแลกซี่ในยุคแรก โดยกลุ่ม Cluster Lensing And Supernova Survey with Hubble (CLASH) เป็นกลุ่มการรวมตัวของนักดาราศาสตร์จากนานาชาติ นำโดย มาร์ค โพสต์แมน แห่งสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่บัลติมอร์ สหรัฐอเมริกา ที่ทำการศึกษากาแลกซี่ที่อยู่ห่างไกล สำหรับเทคนิคในการศึกษานั้น นักดาราศาสตร์ได้ใช้กระจุกกาแลกซี่ขนาดใหญ่เป็นกล้องโทรทรรศน์คอสมิคที่จะช่วยขยายกาแลกซี่ที่อยู่หลังกระจุกกาแลกซี่นั้นออกไปอีกนั้น ให้คนบนโลกสามารถเห็นได้ โดยเทคนิคนี้มีชื่อว่า เลนส์ความโน้มถ่วง นั่นเอง

แสงจาก MACS0647-JD ตลอดระยะทาง 8 พันล้านปีที่เดินทางมายังโลกนั้น ต้องผ่านกระจุกกาแกลซี่ MACS J0647+7015 ด้วย ซึ่งหากไม่มีกำลังขยายจากกระจุกกาแลกซี่ นักดาราศาสตร์คงไม่มีทางได้เห็นกาแลกซี่ที่อยู่ห่างไกลระดับนี้ และทีมวิจัยของ CLASH ก็เน้นการศึกษาโดยใช้เลนส์ความโน้มถ่วงนี้ในการศึกษาภาพขยายของ MACS0647-JD จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ซึ่งจะได้ภาพที่ชัดเจนกว่าเดิมถึง 7-8 เท่า จนนักดาราศาสตร์ได้ข้อมูลมากจนถึงระดับที่มั่นใจมากขึ้น

"กระจุกกาแลกซี่นี้ทำในสิ่งที่กล้องโทรทรรศน์ที่คนสร้างขึ้นมาเองทำไม่ได้" โพสต์แมนอธิบาย "ถ้าไม่มีกำลังขยายที่ว่านี้ เราจะต้องใช้พลังของเฮอร์คิวลิสในการศึกษากาแลกซี่"

MACS0647-JD เป็นกาแลกซี่ที่เล็กมาก และอาจจะเป็นจุดแรกๆของการก่อตัวของกาแลกซี่ขนาดใหญ่อื่นๆอีก จากการวิเคราะห์ทำให้เราได้ทราบว่า กาแลกซี่นี้มีขนาดเล็กกว่า 600 ปีแสง และเมื่อวิเคราะห์จากกาแลกซี่ที่อยู่ใกล้ๆกันนั้น นักดาราศาสตร์คำนวณได้ว่า กาแลกซี่ธรรมดาๆที่อายุใกล้ๆกันน่าจะมีขนาดประมาณ 2,000 ปีแสง เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว กาแลกซี่นี้จึงน่าจะเป็นกาแลกซี่ขนาดเล็กในยุคนั้น เหมือนที่กลุ่มเมฆแมคเจลแลนใหญ่ที่เป็นกาแลกซี่แคระที่อยู่ใกล้โลกเรามีขนาด 14,000 ปีแสง ขณะที่กาแลกซี่ทางช้างเผือกของเรามีขนาด 150,000 ปีแสง

"วัตถุชิ้นนี้น่าจะเป็นวัตถุต้นกำเนิดของกาแลกซี่อีกหลายๆกาแลกซี่" ดัน โค หนึ่งในทีมวิจัยที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศอธิบาย "และอีก 13 พันล้านปีต่อมา ก็อาจจะมีการผนวกรวมกันกาแลกซี่หรือกับเศษกาแลกซี่อื่นๆอีกเป็นโหล หรือร้อยครั้ง หรือหลายพันครั้ง"

กาแลกซี่ชนิดนี้ถูกสังเกตการณ์ด้วยฟิลเตอร์ 17 ตัวในช่วงคลื่นใกล้อุลตราไวโอเล็ตไปจนถึงช่วงคลื่นใกล้อินฟราเรด และจากกล้องมุมกว้าง 3 ของฮับเบิล และกล้องโทรทรรศน์ล้ำสมัย จนกระทั่งได้ค้นพบกาแลกซี่ดังกล่าวในเดือนกุมภาพันธ์ และได้เก็บข้อมูลจากเลนส์ความโน้มถ่วงนี้เรื่อยมา

แม้อันที่จริงแล้ว กลุ่ม CLASH จะพบกาแลกซี่ที่คล้ายๆกันมากถึง 17 กาแลกซี่ แต่กาแลกซี่ดังกล่าวนี้เป็นกาแลกซี่ที่อยู่ไกลที่สุด หรือ มีความถี่เบนไปทางสีแดงมากที่สุดนั่นเอง

"MACS0647-JD เป็นวัตถุที่แดงมาก ฉายแสงอยู่ในช่วงคลื่นทางแดงเท่านั้น ดังนั้น มันจึงอยู่ไกลมาก จึงเป็นการเลื่อนคลื่นไปในทางสีแดงที่สูงมาก หรือถ้าคิดอีกแบบหนึ่ง อาจจะเกิดจากการรวมตัวกันของสองกาแลกซี่ก้ได้ เรากำลังศึกษาความเป็นไปได้ทั้งหมดอยู่"

นอกจากนี้ ทีม CLASH ยังได้ถ่ายภาพของกาแลกซี่อีก 8 แห่งที่ได้มาจากเลนส์ความโน้มถ่วงจากกระจุกกาแลกซี่ จนกระทั่งคำนวณมวลของกระจุกกาแลกซี่ออกมากได้ และอาจนำไปสู่การระบุการมีอยู่ของสสารมืดในกระจุกกาแลกซี่ดังกล่าว

"นี่เป็นปริศนาใหญ่เลยล่ะ เราจะต้องระบุให้ได้ว่ามวลของกระจุกกาแลกซี่เป็นเท่าไหร่จึงจะทำให้เรามองเห็นแสงของกาแลกซี่ที่อยู่ด้านหลังที่เราสำรวจเจอแต่ละอันได้" โค กล่าวต่อ

โคและทีมงานใช้เวลาหลายเดือนในการศึกษาอย่างเป็นระบบเผื่อว่าจะมีคำอธิบายอื่นๆของกาแลกซี่ที่ค้นพบนี้ เพราะบางทีอาจจะเป็นเพียงแค่ดาวเคราะห์สีน้ำตาล ดาวแดง ซากกาแลกซี่ ฝุ่นกาแลกซี่ หรือกาแลกซี่ระยะกลางๆก็เป็นไปได้ แต่สุดท้ายแล้ว ก็ได้สรุปออกมาแล้วว่า เป็นกาแลกซี่ที่อยู่ไกลออกไปแน่นอน โดยงานวิจัยนี้กำลังจะได้รับการเผยแพร่ในวารสารวิชาการ The Astrophysical Journal ในเดือนธันวาคม

นอกจากนี้ ภาพของกาแลกซี่จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ ยังทำให้นักดาราศาสตร์สามารถวิเคราะห์เพิ่มเติมได้อีก และได้ยืนยันว่า กาแลกซี่นี้อยู่ไกลจริง จากนี้ไป ทีมวิจัยวางแผนไว้ว่า จะใช้กล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์สังเกตการณ์กาแลกซี่ให้ลึกลงไปอีก จนมั่นใจได้ว่า อายุที่แท้จริงของกาแลกซี่นี้เป็นเท่าไหร่ และมีส่วนประกอบเป็นอะไรบ้าง

อย่างไรก็ตาม MACS0647-JD ยังจัดว่าเป็นกาแลกซี่ที่อยู่ไกลจนกล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่ในปัจจุบันสังเกตการณ์ได้ยาก และยากที่จะระบุแสงสีของกาแลกซี่ แต่โคก็มั่นใจว่า กาแลกซี่ที่ค้นพบนี้เป็นกาแลกซี่ที่อยู่ไกลที่สุดแล้ว

"ภาพของกาแลกซี่ที่ได้จากเลนส์ความโน้มถ่วงทั้งสามภาพออกมาค่อนข้างตรงกัน และอยู่ในตำแหน่งที่คุณสามารถคำนวณและคาดเดาออกมาได้ว่ามันจะอยู่ตำแหน่งนั้น โดยใช้โมเดลเลนส์ความโน้มถ่วงจากกระจุกกาแลกซี่ของเรา"

ก่อนหน้านี้ ทีม CLASH ก็เคยค้นพบกาแลกซี่ที่มีอายุขนาด 490 ล้านปีมาแล้ว โดยอายุมากกว่าเจ้าของสถิติปัจจุบันเพียงแค่ 70 ปีเท่าน้น และทีมวิจัยก็หวังว่า ต่อไป ฮับเบิลจะช่วยให้สามารถค้นพบกาแลกซี่จิ๋วนี้ได้มากขึ้นไปอีก

อ้างอิง: Space Telescope Science Institute (STScI) (2012, November 15). Candidate for most distant galaxy discovered. ScienceDaily. Retrieved November 17, 2012, from http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121115141456.htm

อ้างอิงข้อมูลจาก http://www.vcharkarn.com/vnews/154659